Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học GS TSKH lê văn hoàng

Chỉång 1

CÅ SÅÍ L THUÚT VÃƯ K THÛT VI SINH VT
1.1. NHặẻNG KIN THặẽC TỉNG QUAẽT Vệ CAẽC LẫNH VặC VI SINH VÁÛT V
PHÁN LOẢI
Vi sinh váût (tỉì tiãúng Hy Lảp mikros - nh, bios - cüc säúng, logos - hc thuút) l
mäüt pháưn ca ngnh khoa hc sinh hc nghión cổùu hỗnh thaùi, sinh hoaù vaỡ sinh lyù, caùc
tờnh cháút cọ låüi v cọ hải ca vi sinh váût nhàịm sỉí dủng hiãûu qu chụng trong hoảt âäüng
thỉûc tiãøn cuớa con ngổồỡi. Quaù trỗnh phaùt trióứn ngaỡnh vi sinh hc cọ liãn quan chàût ch våïi
hoảt âäüng con ngỉåìi, õaợ hỗnh thaỡnh nón nhổợng lộnh vổỷc vi sinh hoỹc âäüc láûp våïi nhỉỵng
âënh hỉåïng v nhiãûm vủ âa dảng. Nhỉỵng lénh vỉûc sinh hc bao gäưm: âải cỉång, k
thût, y tãú, thụ y, näng nghiãûp, nỉåïc, v trủ v.v. Trong âọ vi sinh âải cỉång v k thût
vi sinh cọ táưm quan trng låïn lao trong âåìi säúng x häüi.
Sinh hc âải cỉång nghiãn cỉïu sỉû phạt triãøn v hoảt âäüng säúng ca vi sinh váût, vai
tr ca chụng trong tỉû nhiãn. Nhỉỵng hiãøu biãút ny ráút cáưn thiãút khi nghiãn cỉïu cạc lénh
vỉûc khạc nhau cọ liãn quan âãún vi sinh váût.
K thût vi sinh l sỉû hon thiãûn cạc phỉång phạp thu nháûn sinh khäúi vi sinh vỏỷt
daỷng cọng nghióỷp vaỡ caùc quaù trỗnh nuọi cỏỳy chuùng. Cạc phỉång phạp håüp l nhàịm täøng
håüp sn pháøm vi sinh cáưn thiãút cho hoảt âäüng thỉûc tiãùn ca con ngỉåìi. Viãûc nghiãn cỉïu
cạc tênh cháút khạc nhau ca vi sinh váût â âáøy mảnh v khạm phạ ra nhỉỵng loi trỉåïc
âáy chỉa biãút âãún, säú lỉåüng cạc loi ngy cng nhiãưu dáùn âãún sỉû cáưn thiãút phi phán loải
mäüt cạch khoa hc v cọ cå såí.
Hiãûn nay cọ hai cạch phán loải vi sinh váût. Cạch thỉï nháút theo hãû thäúng, cạch thỉï
hai dỉûa theo cáúu tảo ca nhán vi sinh vỏỷt.
Theo caùch phỏn loaỷi thổù nhỏỳt thỗ vi sinh váût âỉåüc xãúp trong ngnh protophyta.
Nọ gäưm ba låïp Schizomycetes (låïp vi khuáøn), Schizophycecace (låïp thanh taío),
Microtatobiotes (låïp ricketsia v vi rụt).
Hãû thäúng phán loải â âỉåüc âỉa ra nhæ sau:

5

Låïp (Class)

Giäúng (Genus)

Bäü (Order)

Loi (Species)

Bäü phủ (Suborder)

Thỉï (Variety)

H (Family)

Dảng (Forma, Type)

Täüc (Tribe)

Noìi (Strain)

Noìi laì tãn goüi vi sinh váût måïi phán láûp thưn khiãút.
Nàm 1979 nh sinh váût hc Trung Qúc Tráưn Thãú Tỉång âỉa ra hãû thäúng phán
loải 6 giåïi v 3 nhọm giåïi sinh váût nhỉ sau:
I- Nhọm giåïi sinh váût phi bo:
1- Giåïi virut.
II- Nhọm giåïi sinh váût nhán nguyãn thuyí:
2- Giåïi vé khuáøn.
3- Giåïi vi khuáøn lam (hay to lam).
III- Nhọm giåïi sinh váût nhán tháût:

4- Giåïi thỉûc váût.
5- Giåïi náúm.
6- Giåïi âäüng váût.
Âạng chụ laỡ vi sinh vỏỷt tuy rỏỳt õồn giaớn vóử hỗnh thại nhỉng bao gäưm cạc nhọm
cọ âàûc âiãøm sinh l khạc biãût nhau ráút xa (hiãúu khê, k khê, dë dỉåỵng, tỉû dỉåỵng, hoải
sinh, k sinh, cäüng sinh...). Trong khi âọ åí cạc sinh váût báûc cao (thỉûc váût, âäüng vỏỷt) tuy
coù hỗnh thaùi khaùc nhau rỏỳt xa nhổng laỷi ráút gáưn gi våïi nhau vãư âàûc âiãøm sinh l.

1.2. VAI TR CA VI SINH VÁÛT TRONG TỈÛ NHIÃN V TRONG NÃÖN
KINH TÃÚ QUÄÚC DÁN
Vi sinh váût säúng khàõp moüi nåi trãn Trại âáút, ngay c nåi m âiãưu kiãûn säúng tỉåíng
chỉìng hãút sỉïc khàõc nghiãût váùn tháúy cọ sỉû phạt triãøn ca vi sinh váût (åí âạy âải dỉång, åí
nhiãût âäü 85 ÷ 900C, åí mäi trỉåìng cọ pH = 10 ữ11, trong dung dởch baợo hoaỡ muọỳi, õọửng
hoaù dáưu m, phenol, khê thiãn nhiãn...).
Trong 1 g âáút láúy åí táưng canh tạc thỉåìng cọ khong 1 ÷ 22 tè vi khuáøn; 0,5 ÷ 14
6


triãûu xả khøn; 3 ÷ 50 triãûu vi náúm; 10 ữ 30 nghỗn vi taớo... Trong 1 m3 khọng khờ phêa
trãn chưng gia sục thỉåìng cọ 1 ÷ 2 triãûu vi sinh váût, trãn âỉåìng phäú cọ khong 5000,
nhỉng trãn màût biãøn chè cọ khong 1 ÷ 2 vi sinh váût maì thäi.
Vi sinh váût säúng trong âáút vaì trong nổồùc tham gia tờch cổỷc vaỡo quaù trỗnh phỏn giaới
caùc xạc hỉỵu cå biãún chụng thnh CO2 v cạc håüp cháút vä cå khạc dng lm thỉïc àn cho
cáy träưng. Cạc vi sinh váût cäú âënh nitå thỉûc hiãûn viãûc biãún khê nitå (N2) trong khäng khê
thaình håüp cháút nitå (NH3, NH +4 ) cung cáúp cho cáy cäúi. Vi sinh váût cọ kh nàng phán
gii cạc håüp cháút khọ tan chỉïa P, K, S v tảo ra cạc vng tưn hon trong tỉû nhiãn.
Vi sinh váût cn tham gia vaỡo quaù trỗnh hỗnh thaỡnh chỏỳt muỡn.
Vi sinh vỏỷt tham gia têch cỉûc vo viãûc phán gii cạc phãú pháøm cäng nghiãûp, phãú
thaíi âä thë, phãú thaíi cäng nghiãûp cho nãn cọ vai tr quan trng trong viãûc bo vãû mọi
trổồỡng. Caùc vi sinh vỏỷt gỏy bóỷnh thỗ laỷi tham gia vo viãûc lm ä nhiãùm mäi trỉåìng nåi

cọ âiãưu kiãûn vãû sinh kẹm.
Vi sinh váût cọ vai tr quan trng trong nàng lỉåüng (sinh khäúi hoạ thảch nhỉ dáưu
ho, khê âäút, than âạ). Trong cạc ngưn nàng lỉåüng m con ngỉåìi hy vng s khai thạc
mảnh m trong tỉång lai cọ nàng lỉåüng thu tỉì sinh khäúi. Sinh khäúi l khäúi lỉåüng cháút
säúng ca sinh váût.
Vi sinh váût l lỉûc lỉåüng sn xút trỉûc tiãúp ca ngnh cäng nghiãûp lãn men båíỵi
chụng cọ thãø sn sinh ra ráút nhiãưu sn pháøm trao âäøi cháút khạc nhau. Nhiãưu sn pháøím â
âỉåüc sn xút cäng nghiãûp (cạc loải axit, enzim, rỉåüu, cạc cháút khạng sinh, cạc axit
amin, cạc vitamin...).
Hiãûn tải ngỉåìi ta â thỉûc hiãûn thnh cäng cäng nghãû di truưn åí vi sinh váût. Âọ l
viãûc ch âäüng chuøn mäüt gen hay mäüt nhọm gen tỉì mäüt vi sinh váût hay tỉì mäüt tãú bo
ca cạc vi sinh váût báûc cao sang mäüt tãú bo vi sinh váût khạc.Vi sinh váût mang gen tại täø
håüp nhiãưu khi mang lải nhỉỵng låüi êch to låïn båíi cọ thãø sn sinh åí quy mä cäng nghiãûp
nhỉỵng sn pháøm trỉåïc âáy chỉa hãư âỉåüc tảo thnh båíi vi sinh váût.
Trong cäng nghiãûp tuøn khoạng, nhiãưu chng vi sinh váût â âỉåüc sỉí dủng âãø ho
tan cạc kim loải qu tỉì cạc qûng ngho hồûc tỉì cạc bi chỉïa xè qûng.
Vi sinh váût cọ hải thỉåìng gáy bãûnh cho ngỉåìi, cho gia sục, gia cáưm, täm cạ v cáy
träưng. Chụng lm hỉ hao hồûc biãún cháút lỉång thỉûc, thỉûc pháøm, váût liãûu, hng hoạ.
Chụng sn sinh cạc âäüc täú trong âọ cọ nhỉỵng âäüc täú hãút sỉïc nguy hiãùm. Chè riãng sỉû táún
cäng ca virut HIV cng â gáy ra åí cúi thãú k XX khong 30 ÷ 50 triãûu ngỉåìi nhiãùm
HIV.
7


1.3. NHặẻNG C IỉM Vệ HầNH THAẽI VAè SINH LYẽ CUA CAẽC NHOẽM
GIẽI VI SINH VT.
1.3.1. Hỗnh thaùi vaỡ cỏỳu tảo tãú bo cạc vi sinh váût nhán ngun thu
Vi sinh váût nhán ngun thu bao gäưm: Vi khøn tháût (Eubacteria) v vi khøn cäø
(Archaebacteria). Trong vi khøn tháût lải gäưm ráút nhiãưu nhọm khạc nhau, ch úu l vi
khøn (Bacteria), xả khøn (Actinomycetes), vi khøn lam (Cyanobacteria) v nhọm vi

khuáøn nguyãn thuyí Micoplatma (Micoplasma), Ricketxi (Ricketsia), Clamidia
(chlamydia).
1.3.1.1. Vi khuáøn
Vi khuỏứn coù nhióửu hỗnh thaùi, kờch thổồùc vaỡ sừp xóỳp khạc nhau. Âỉåìng kênh ca
pháưn låïn vi khøn thay âäøi trong khoaớng 0,2 ữ 2,0 àm, chióửu daỡi cồ thóứ khoaớng 2,0 ữ
8,0 àm. Nhổợng hỗnh daỷng chuớ yóỳu cuớa vi khuỏứn laỡ hỗnh cỏửu, hỗnh que, hỗnh dỏỳu phỏứy,
hỗnh xoừn, hỗnh coù ọỳng, hỗnh coù sồỹi...
vi khuỏứn hỗnh cáưu (cáưu khøn - coccus) tu theo hỉåïng ca màût phàóng phán càõt
v cạch liãn kãút m ta cọ: song cáưu khøn (Diplococcus), liãn cáưu khøn (Streptococcus), tỉï cáưu khøn (Graffkya), tuỷ cỏửu khuỏứn (Staphylococcus).
vi khuỏứn hỗnh que- trổỷc khøn (Bacillus); Bacterium cọ thãø gàûp dảng âån, dảng
âäi, dảng chuọựi...
vi khuỏứn hỗnh xoừn coù daỷng hỗnh dỏỳu phỏứy: phỏứy khuỏứn (Vibrio), hỗnh xoừn thổa
(Xoừn khuỏứn- Spirillum) , hỗnh xồõn khêt (Xồõn thãø- Spirochaetes).
Ngoi ra, cn cọ thãø gàûp caùc hỗnh daỷng khaùc cuớa vi khuỏứn (hỗnh khọỳi vuọng, khọỳi
tam giaùc, khọỳi hỗnh sao...). Chi Beggiatoa vaỡ Saprospira coù tãú bo näúi di dảng såüi, chi
Caryophanon cọ tãú bo hỗnh õộa xóỳp lọửng vaỡo nhau nhổ mọỹt xỏu caùc âäưng xu.
Tãú bo vi khøn âãưu ráút nh v ráút nhẻ. Mäüt tè trỉûc khøn âải trng Escherichia
coli måïi cọ 1 mg.
Tiãn mao (hay läng roi) l nhỉỵng såüi läng di, ún khục, mc åí màût ngoi ca mäüt
säú vi khøn cọ tạc dủng giụp cạc vi khøn ny cọ thãøí chuøn âäüng trong mäi trỉåìng lng.
Vi khøn di âäüng trong mäi trỉåìng lng theo kiãøu no phủ thüc vo nhiãưu l do
khạc nhau, nhiãưu khi hon ton l ngáùu nhión. Cuợng khọng ờt trổồỡng hồỹp laỡ do tỗm õóỳn
hay trạnh khi mäüt säú úu täú no âọ. Vê dủ tỗm õóỳn nguọửn thổùc n, tỗm tồùi chọự coù aùnh
saùng, trạnh chäù cọ hoạ cháút âäüc hải.
Vi khøn Gram ám (G− ) thỉåìng cọ khøn mao, giụp vi khøn bạm vo giạ thãø
(mng nháưy ca âỉåìng hä háúp, âỉåìng tiãu hoạ...). Ráút nhiãưu vi khøn G− cọ khøn mao
l cạc vi khuáøn gáy bãûnh.
8

Thã únhán

Riboxom

Khøn nan

Thãø áøn nháûp
Tiãn mao

Bao nháưy

Plasmit

Mng tãú bo cháút

Thán tãú bo

a)
VI KHØN Gram dỉång (G + )
(Arthrobacter crystlopoietes)

VI KHØN Gram ám (G − )
(Lewthrix mucor)

Peptidoglican
Peptidoglican
Maìng tãú baìo cháút

Maìng tãú baỡo chỏỳt

Lipopoll saccarit

vaỡ chu chỏỳt
b)

c)

Hỗnh 1.1. Sồ õọử cỏỳu truùc tãú bo vi khøn:
a- Cáúu trục tãú bo vi khøn; b- Vi khuáøn G+; c- Vi khuáøn G−

So våïi caïc sinh váût khạc, vi khøn cọ täúc âäü sinh sn cao v åí âiãưu kiãûn täúi ỉu, sỉû
phạt triãøn nhán âäi tãú bo xy ra trong vng 20 ÷ 30 phụt.
Vi khøn âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong cäng nghiãûp vi sinh khi saín xuáút axit amin,
vitamin, cháút baío vãû thỉûc váût, lm sảch dng nỉåïc thi bàịng phỉång phạp sinh hc.
Dng vi khøn âãø sn xút cạc chãú pháøm protein tỉì metan v hydro l mäüt trong nhỉỵng
hỉåïng cọ triãøn vng.
1.3.1.2. Xả khøn
Xả khøn âỉåüc phán bäú ráút räüng ri trong tỉû nhiãn. Trong mäùi gam âáút nọi chung
thỉåìng cọ trãn mäüt triãûu xả khøn. Pháưn låïn xả khøn l tãú bo Gram dỉång, hiãúu khê,
9


hoải sinh, cọ cáúu tảo dảng såüi phán nhạnh (khøn ti). Trong säú 8000 cháút khoạng sinh
hiãûn â âỉåüc biãút õóỳn trón thóỳ giồùi thỗ trón 80% laỡ do xaỷ khøn sinh ra. Xả khøn cn
âỉåüc dng âãø sn xút nhiãưu loải enzim, mäüt säú vitamin v axit hỉỵu cå. Mäüt säú êt xả
khøn k khê hồûc vi hiãúu khê cọ thãø gáy ra cạc bãûnh cho ngỉåìi, cho âäüng váût v cho
cáy träưng. Mäüt säú xả khøn (thüc chi Frankia) cọ thãø tảo näút sáưn trãn rãù mäüt säú cáy
khäng thüc h âáûu v cọ kh nàng cäú âënh nitå.
Hãû såüi ca xả khøn chia ra thnh khøn ti cå cháút v khøn ti khê sinh.
Âỉåìng kênh khøn ti xaỷ khuỏứn thay õọứi trong khoaớng 0,2 ữ 1,0 àm õóỳn 2 ữ 3 àm.

a sọỳ xaỷ khuỏứn coù khuỏứn ti khäng cọ vạch ngàn v khäng tỉû âỉït âoản. Mu sàõc ca
khøn ti ca xả khøn hãút sỉïc phong phụ. Cọ thãø cọ cạc mu tràõng, vng, da cam, â ,
lủc, lam, têm, náu, âen...
Khøn ti cå cháút phạt trióứn mọỹt thồỡi gian thỗ daỡi ra trong khọng khờ thaỡnh nhổợng
khuỏứn ti khờ sinh.
ADN

cw
pm

re

se
me

ri
cp

Hỗnh 1.2. Cỏỳu truùc khuỏứn ti åí xả khøn:
cp- Tãú bo cháút; pm- Mng tãú bo chátú; cw- Thnh tãú bo;
me- Mezoxom; se- Vạch ngàn; ri- Riboxom; re: Cháút dỉû trỉỵ
Sau mäüt thåìi gian phạt triãøn, trãn âènh khøn ti khê sinh s xút hiãûn cạc såüi bo
tỉí. Såüi bo tỉí cọ thãø cọ nhiãưu loải hỗnh daỷng khaùc nhau: thúng, lổồỹn soùng, xoừn, moỹc
õồn, moỹc vng...Mäüt säú xả khøn cọ sinh nang bo tỉí bãn trong cọ chỉïa cạc bo tỉí
nang.
Khøn lảc ca xả khøn ráút âàûc biãût, nọ khäng trån ỉåït nhỉ åí vi khøn hồûc náúm
men m thỉåìng cọ dảng thä rạp, dảng phỏỳn, khọng trong suọỳt, coù caùc nóỳp toaớ ra theo
hỗnh phoùng xaỷ , vỗ vỏỷy mồùi coù tón xaỷ khuỏứn.
10

1.3.1.3. Vi khøn lam
Vi khøn lam trỉåïc âáy thỉåìng âỉåüc gi l to lam (Cyanophyta). Tháût ra âáy l
mäüt nhọm vi sinh váût nhán nguyãn thuyí thuäüc vi khuáøn tháût. Vi khøn lam cọ kh nàng
tỉû dỉåỵng quang nàng nhåì chỉïa sàõc täú quang håüp l cháút diãûp lủc .
Quạ trỗnh quang hồỹp cuớa vi khuỏứn lam laỡ quaù trỗnh phosphoryl họa quang håüp phi
tưn hon, gii phọng oxy nhỉ ồớ cỏy xanh. Quaù trỗnh naỡy khaùc hún vồùi quaù trỗnh
phosphoryl hoaù quang hồỹp tuỏửn hoaỡn khọng giaới phoùng oxy åí nhọm vi khøn k khê
mu têa khäng chỉïa lỉu huyình trong tãú baìo thuäüc bäü Rhodospirillales.
Vi khuáøn lam khäng thóứ goỹi laỡ taớo vỗ chuùng khaùc bióỷt rỏỳt lồùn våïi to: Vi
khøn lam khäng cọ lủc lảp, khäng cọ nhán thỉûc, cọ riboxom 7os, thnh tãú bo cọ chỉïa
peptidoglican do âọ ráút máùn cm våïi penixilin v lizozim.
Âải bäü pháûn vi khøn lam säúng trong nỉåïc ngt v tảo thnh thỉûc váût ph du ca
cạc thu vỉûc. Mäüt säú phán bäú trong vng nỉåïc màûn giu cháút hỉỵu cå hồûc trong nỉåïc låü.
Mäüt säú vi khøn lam säúng cäüng sinh. Nhiãưu vi khøn lam cọ kh nàng cäú âënh nitå v
cọ sỉïc âãư khạng cao våïi cạc âiãưu kiãûn báút låüi, cho nãn coï thãø gàûp vi khuáøn lam trãn bãư
màût cạc tng âạ hồûc trong vng sa mảc.
Mäüt sọỳ vi khuỏứn lam vỗ coù giaù trở dinh dổồợng cao, cọ chỉïa mäüt säú hoảt cháút cọ giạ
trë y hc, lải cọ täúc âäü phạt triãøn nhanh, khọ nhiãùm tảp khøn v thêch håüp âỉåüc våïi cạc
âiãưu kiãûn mäi trỉång khạ âàûc biãût (Spirulina thêch håüp våïi pH ráút cao) cho nãn â âỉåüc
sn xút åí quy mä cäng nghióỷp õóứ thu nhỏỷn sinh khọỳi.
Vi khuỏứn lam coù hỗnh dảng v kêch thỉåïc ráút khạc nhau, chụng cọ thãø l âån bo
hồûc dảng såüi âa bo.
1.3.1.4. Nhọm vi khøn ngun thu
Nhọm vi khøn ny cọ kêch thỉåïc ráút nh bao gäưm 3 loải: Micoplatma, Ricketxi
v Clamidia.
Micoplatma l vi sinh váût ngun thu chỉa cọ thnh tãú bo, l loải sinh váût nh
nháút trong sinh giåïi cọ âåìi säúng dinh dỉåỵng âäüc láûp.
Nhiãưu loải Micoplatma gáy bãûnh cho âäüng váût v ngỉåìi.
Micoplatma cọ kêch thỉåïc ngang khong 150 ÷ 300 nm, sinh sn theo phỉång

thỉïc càõt âäi. Chụng cọ thãø sinh trỉåíng âäüc láûp trãn cạc mäi trỉåìng ni cáúy nhán tảo
giu dinh dỉåỵng, cọ thãø phạt triãøn c trong âiãưu kiãûn hiãúu khê láùn k khê, nghéa l cọ c
kiãøu trao âäøi cháút oxy hoạ láùn kiãøu trao âäøi cháút lãn men.
Ricketxi l loải vi sinh váût nhán ngun thu G− chè cọ thãø täưn tải trong cạc tãú bo
nhán tháût. Chụng â cọ thnh tãú bo v khäng thãø säúng âäüc láûp trong cạc mäi trỉåìng
nhán tảo.
11


Hỗnh 1.3. Hỗnh thaùi chung cuớa vi khuỏứn lam:
1- Daỷng âån bo khäng cọ mng nháưy; 2- Dảng táûp âon; 3- Daỷng sồỹi; 4- Hỗnh truỷ, hỗnh
cỏửu, hỗnh elip (coù mng nháưy); 5- Oscillatoria; 6- Phormidium ; 7- Lyngbya; 8Schizothrix , Hydrocoleus ; 9- Spirulina, Arthrospira. 10- Dảng såüi cọ tóỳ baỡo dở hỗnh;
11- Daỷng sồỹi coù baỡo tổớ; 12- Såüi dênh våïi bo tỉí; 13-Såüi åí cạch xa bo tổớ; 14-Tóỳ baỡo dở
hỗnh ồớ bón caỷnh sồỹi; 15- Nhaùnh gi âån âäüc; 16- Nhạnh gi tỉìng âäi mäüt; 17- Såüi phán
nhạnh thỉûc;18- Phán nhạnh åí såüi cọ bao (nhạnh måïi náøy sinh); 19- Phán nhạnh åí såüi
cọ bao (nhạnh â phạt triãøn); 20- Phán nhạnh bãn; 21- Phán nhạnh âäi; 22- Phán
nhạnh dảng chỉỵ V ngỉåüc; 23- Vi tiãøu baỡo nang (nannocyst); 24- Sổỷ hỗnh thaỡnh ngoaỷi
baỡo tổớ; 25- Sổỷ hỗnh thaỡnh nọỹi baỡo tổớ; 26, 27- Hormocyst; 28- Pscudohormogenia; 29To âoản (hormogonia); 30- Bo tỉí nghè (akinete) åí hai phờa cuớa tóỳ baỡo dở hỗnh; 31Baỡo tổớ nghố ồớ xa tóỳ baỡo dở hỗnh; 32- Gloeocapsa; 33- Lyngbya; 34- Oscillatoria; 35Phormidium; 36- Anabaenopsis; 37- Cylindrospermum; 38- Anabaena.
12


Ricketxi cọ cạc âàûc âiãøm sau:
- Tãú b o cọ kêch thỉåï c thay âäø i , loả i nh nhỏỳ t 0,25 ì 1,0 àm, loaỷ i lồù n nhỏỳ t
0,6 ì 1,2 àm.
- Tóỳ baỡo coù thóứ hỗnh que, hỗnh cỏửu, song cỏửu, hỗnh sồỹi...
- Kyù sinh bừt büc trong tãú bo cạc sinh váût nhán tháût. Váût ch thỉåìng l cạc âäüng
váût cọ chán âäút nhỉ ve, b, ráûn... Cạc âäüng váût nh bẹ ny s truưn máưm bãûnh qua ngỉåìi.
- Sinh sn bàịng phỉång thỉïc phán càõt thnh hai pháưn bàịng nhau.
Clamidia l loải vi khøn ráút bẹ nh, qua lc, G−, k sinh bàõt büc trong tãú bo cạc
sinh váût nhán tháût.

Clamidia cọ mäüt chu k säúng ráút âàûc biãût: dảng cạ thãø cọ kh nàng xám nhiãùm
âỉåüc gi l ngun thãø. Âọ l loải tóỳ baỡo hỗnh cỏửu coù thóứ chuyóứn õọỹng, õổồỡng kờnh nhoớ
beù (0,2 ữ 0,5 àm). Nguyón thóứ baùm chừc õổồỹc vo màût ngoi ca tãú bo váût ch v cọ
tênh cm nhiãùm cao. Nhåì tạc dủng thỉûc bo ca tãú bo váût ch m ngun thãø xám nháûp
vo trong tãú bo, pháưn mng bao quanh ngun thãø biãún thnh khäng bo. Ngun thãø
låïn dáưn lãn trong khäng bo v biãún thnh thu thãø.
Thu thãø cn gi l thãø dảng lỉåïi, laỡ loaỷi tóỳ baỡo hỗnh cỏửu maỡng moớng, khaù lồùn
(õổồỡng kờnh 0,8 ữ1,5 àm). Thuyớ thóứ lión tióỳp phỏn cừt thnh hai pháưn âãưu nhau v tảo
thnh vi khøn lảc trong tãú bo cháút ca váût ch. Vãư sau mäüt lỉåüng låïn cạc tãú bo con
ny lải phán hoạ thnh cạc ngun thãø nh hån nỉỵa. Khi tãú bo váût ch bë phạ våỵ cạc
ngun thãø âỉåüc gii phọng ra seợ xỏm nhióựm vaỡo caùc tóỳ baỡo khaùc.
1.3.2. Hỗnh thaùi v cáúu tảo tãú bo cạc vi sinh váût nhán tháût (eukaryote)
Loải ny bao gäưm cạc vi náúm (microfungi), mäüt säú âäüng váût ngun sinh, mäüt säú
to âån bo. Vi náúm lải âỉåüc chia thnh náúm men (yeast) v náúm såüi (filamentous
fungi).
Trong pháưn ny chè xem xẹt vãư vi náúm (củ thãø l náúm men v náúm såüi).
Náúm men phán bäø ráút räüng ri trong tỉû nhiãn, nháút l trong cạc mäi trỉåìng cọ
chỉïa âỉåìng, cọ pH tháúp (trong hoa qu, rau dỉa, máût mêa, rè âỉåìng, máût ong, trong âáút
rüng mêa, âáút vỉåìn cáy àn qu, trong âáút nhiãùm dáưu m. Loải náúm men nh mạy rỉåüu,
nh mạy bia thỉåìng sỉí dủng l Saccharomyces cerevisiae, cọ kêch thỉåïc thay õọứi trong
khoaớng 2,5 ữ10 àm ì 4,5 ữ21 àm.
Tuyỡ loaỡi nỏỳm men maỡ tóỳ baỡo coù rỏỳt nhióửu hỗnh daỷng khạc nhau.
Cọ loải náúm men cọ khøn ti hồûc khøn ti gi. Khøn ti gi chỉa thnh såüi r rãût
m chè l nhiãưu tãú bo näúi våïi nhau thnh chùi di. Cọ loi cọ thãø tảo thnh vạng khi
ni cáúy trãn mäi trỉåìng dëch thãø.
13


Cạc tãú bo náúm men khi gi s xút hiãûn khäng bo. Trong khäng bo cọ chỉïa cạc
enzim thu phán, poliphosphat, lipoit, ion kim loải, cạc sn pháøm trao âäøi cháút trung

gian. Ngoi tạc dủng mäüt kho dỉû trỉỵ, khäng bo cn cọ chỉïc nàng âiãưu ho ạp sút tháøm
tháúu ca tãú bo.

Såüi náúm khäng cọ vạch ngàn

Såüi náúm

Vạch ngàn

Såüi nỏỳm coù vaùch ngn

Hỗnh 1.4. Khuỏứn ti cuớa nỏỳm

Hỗnh 1.6. Sỉû náøy máưm bo tỉí âãø tảo hãû
såüi náúm:
1- ÅÍ nỏỳm Coprinus sterquilinus;
2- nỏỳm Lachnellula willkomii

14

Hỗnh 1.5. Cỏỳu truùc
cuớa tãú baìo náúm:
1- Thãø biãn;
2- Thaình tãú baìo;
3- Maìng tãú bo;
4- Nhán tãú bo;
5- Hảt nhán;
6- Mng nhán ;
7- Khäng bo;
8- Mảng lỉåïi näüi cháút;

9- Hảt dỉû trỉỵ;
10- Ti thãø;
11- Tãú baìo cháút


Náúm men cọ nhiãưu phỉång thỉïc sinh säi náøy nåí: Sinh sn vä tênh v sinh sn hỉỵu
tênh.
Náøy chäưi l phỉång phạp sinh sn phäø biãún nháút åí náúm men. ÅÍ âiãưu kiãûn thûn låüi
náúm men sinh säúi náøy nåí nhanh, háưu nhỉ tãú bo náúm men no cng cọ chäưi. Khi mäüt
chäưi xút hiãûn cạc enzim thu phán s lm phán gii pháưn polisacarit ca thnh tãú bo
lm cho chäưi chui ra khi tãú bo mẻ. Váût cháút måïi âỉåüc täøng håüp s âỉåüc huy âäüng âãún
chäưi v lm chọửi phỗnh to dỏửn lón, khi õoù seợ xuỏỳt hióỷn mäüt vạch ngàn giỉỵa chäưi våïïê tãú
bo mẻ.
Phán càõt l hỗnh thổùc sinh saớn ồớ chi nỏỳm men Schizosaccharomyces. Tóỳ bo di ra,
åí giỉỵa mc ra vạch ngàn chia tãú bo ra thnh hai pháưn tỉång âỉång nhau. Mäùi tãú bo
con cọ mäüt nhán.
Ráút nhiãưu loải náúm men â âỉåüc ỉïng dủng räüng ri trong sn xút: bia, rỉåüu, nỉåïc
gii khaït, sinh khäúi, lipit náúm men, caïc enzim, mäüt säú axit, vitamin B2, cạc axit amin.
Tuy nhiãn cng cọ khäng êt cạc náúm men cọ hải. Cọ khong 13 ÷ 15 loi náúm men
cọ kh nàng gáy bãûnh cho ngỉåìi v cho âäüng váût chàn ni.
Náúm såüi cn âỉåüc gi l náúm mäúc. Chụng phạt triãøn ráút nhanh trãn nhiãưu ngưn
chỉïa cháút hỉỵu cå khi gàûp khê háûu nọng áúm. Trãn nhiãưu váût liãûu vä cå do dênh bủi bàûm
náúm mäúc váùn cọ thãø phạt triãøn, sinh axit v lm måì cạc váût liãûu ny.
Nhiãưu náúm såüi k sinh trãn ngỉåìi, trãn âäüng váût, thỉûc váût v gáy ra cạc bãûnh khạ
nguy hiãøm. Nhiãưu náúm såüi sinh ra cạc âäüc täú cọ thãø gáy ra bãûnh ung thỉ v nhiãưu bãûnh
táût khạc.
Trong tỉû nhiãn náúm såüi phán bäú ráút räüng ri v tham gia têch cỉûc vo cạc chu k
tưn hoaỡn vỏỷt chỏỳt, nhỏỳt laỡ quaù trỗnh phỏn giaới chỏỳt hổợu cồ õóứ ỡ hỗnh thaỡnh chỏỳt muỡn.
Rỏỳt nhióửu loaỡi náúm såüi âỉåüc ỉïng dủng räüng ri trong cäng nghiãûp thỉûc pháøm (lm
tỉång, nỉåïc cháúm, náúu cäưn, rỉåüu sakã, axit xitric, axit gluconic...), trong cäng nghiãûp

enzim , cäng nghiãûp dæåüc pháøm, sn xút thúc trỉì sáu sinh hc, kêch thêch täú sinh
trỉåíng thỉûc váût, sn xút sinh khäúi náúm såüi phuỷc vuỷ chn nuọi, saớn xuỏỳt caùc bỗnh nỏỳm
giọỳng õóứ måí räüng nghãư träưng náúm àn cạc loải.
Cạc náúm âãưu cọ chiãưu ngang tỉång tỉû nhỉ âỉåìng kênh náúm men. Cáúu trục ca såüi
náúm cng tỉång tỉû nhỉ cáúu trục ca tãú bo náúm men. Bãn ngoi cọ thnh tãú bo, räưi âãún
mng tãú bo cháút, bãn trong l tãú bo cháút våïi nhán phán hoạ. Mng nhán cọ cáúu tảo hai
låïp v trãn mng cọ nhiãưu läù nh. Trong nhán cọ hảch nhán. Bãn trong tãú bo náúm cn
cọ khäng bo, thãø mng biãn...
Âènh såüi náúm bao gäưm mäüt chọp nọn, dỉåïi chọp nọn l mäüt pháưn cọ thnh ráút
mng, dỉåïi nỉỵa l pháưn tảo ra thnh tãú bo v dỉåïi cng l pháưn tàng trỉåíng. Ngn såüi
15


náúm tàng trỉåíng âỉåüc l nhåì pháưn ny.Tiãúp pháưìn dỉåïi cng l pháưn thnh cỉïng hay cn
gi l pháưn thnh thủc ca såüi náúm. Bàõt âáưu tỉì pháưn ny tråí xúng l cháúm dỉït sỉû tàng
trỉåíng ca såüi náúm. ÅÍ pháưn tàng trỉåíng såüi náúm chỉïa âáưy ngun sinh cháút våïi nhiãưu
nhán, nhiãưu cå quan tỉí, nhiãưu enzim, nhiãưu axit nucleic. Âáy l pháưn quút âënh sỉû tàng
trỉåíng v sỉû phán nhạnh ca såüi náúm.
Khi bo tỉí náúm råi vo âiãưu kiãûn mäi trỉåìng thêch håüp nọ s náøy máưm theo c
khäng gian ba chiãưu tảo thnh hãû såüi náúm hay goüi khuáøn ty thãø. Khuáøn ty thãø coï hai loải:
Khøn ty cå cháút hay khøn ty dinh dỉåỵng v khuáøn ty kyï sinh. Khuáøn ty cå cháút càõm
sáu vaìo mäi trỉåìng cn khøn ty k sinh phạt triãøn tỉû do trong khäng khê.
Bọ giạ

Cạc dảng biãún âäøi ca hãû sồỹi nỏỳm
Thaỡnh tóỳ baỡo coù maỡu xaùm
Bióứu bỗ rọựng
Tỏửng ngoaỡi

Tỏửng trong

Hỗnh 1.7. Caùc daỷng bióỳn õọứi cuớa hóỷ sồỹi nỏỳm v hảch náúm
1.3.3. Virut
Virut thüc loải sinh váût phi tãú bo, siãu hiãøn vi, mäùi loải virut chè chỉïa mäüt loải
axit nucleic. Chụng chè k sinh bàõt büc trong cạc tãú bo säúng, dỉûa vo sỉû hiãûp tråü ca
hãû thäúng trao âäøi cháút ca váût ch m sao chẹp nucleic, täøng håüp cạc thnh pháưn nhỉ
protein...sau âọ tiãún hnh làõp näúi âãø sinh sn; trong âiãưu kiãûn ngoi cå thãø chụng cọ thãø
täưn tải láu di åí trong trảng thại âải phán tỉí hoạ hc khäng säúng v cọ hoảt tênh truưn
nhiãùm (theo âënh nghéa ca giạo sỉ Chu Âỉïc Khạnh åí Âải hc Phục Âạn, Trung Qúc).
Tuûût âải âa säú virut cọ kêch thỉåïc ráút nh, cọ thãø lt qua cạc nãưn lc vi khøn.
16


Virut chỉa cọ cáúu tảo tãú bo, mäùi virut âỉåüc goi l hảt virut . Thnh pháưn ch úu
ca hảt virut l axit nucleic (AND hay ARN) âỉåüc bao quanh båíi mäüt v protein.
Axit nucleic nàịm åí giỉỵa hảt virut tảo thnh li hay gen ca virut. Protein bao bc
bãn ngoi li tảo thnh mäüt v gi l capsit. Capsit mang cạc thnh pháưn khạng ngun
v cọ tạc dủng bo vãû li nucleic. Capsit cáúu tảo båíi cạc âån vë phủ gi l hảt capsit hay
capsome. Li v v häüp lải tảo thnh mäüt nucleocapsit, âọ l kãút cáúu cå bn ca mi
virut.
Mäüt säú virut cọ cáúu tảo khạ phỉïc tảp, bãn ngoi capsit cn cọ mäüt mng bao cọ
bn cháút l lipit hay lipoprotein.
Lục tãú bo nhiãùm virut, dỉåïi kênh hiãøn vi quang hc cọ thãø tháúy mäüt âạm låïn cạc
hảt virut táûp håüp lải våïi nhau tảo ra cạc thãø bao hm.
Cạc virut k sinh trãn ngỉåìi hồûc trãn cạc loi âäüng váût, thỉûc váût, vi sinh váût cọ
êch âäúi våïi ngỉåìi thỉåìng l cạc virut cọ hải. Ngỉåüc lải cng cọ mäüt säú virut cọ êch âọ l
cạc loải virut k sinh trãn cän trng v cạc âäüng váût cọ hải khạc, c dải v cạc thỉûc váût
cọ hải khạc, cạc vi sinh váût gáy bãûnh cho ngổồỡi vaỡ caùc õọỹng vỏỷt chn nuọi.
1.4. DINH DặẻNG CUA VI SINH VÁÛT
1.4.1. Thnh pháưn tãú bo v dinh dỉåỵng ca vi sinh váût

Cạc cháút dinh dỉåỵng âäúi våïi vi sinh váût l báút k cháút no âỉåüc vi sinh váût háúp
thủ tỉì mäi trỉåìng xung quanh v âỉåüc chụng sổớ duỷng laỡm nguyón lióỷu õóứ cung cỏỳp cho
quaù trỗnh sinh täøng håüp tảo ra cạc thnh pháưn ca tãú baỡo hoỷc õóứ cung cỏỳp cho quaù trỗnh
trao õọứi nng lổồỹng.
Quaù trỗnh hỏỳp thuỷ caùc chỏỳt dinh dổồợng õóứ thoaớ mn mi nhu cáưu sinh trỉåíng v
phạt triãøn âỉåüc gi laỡ quaù trỗnh dinh dổồợng. Chỏỳt dinh dổồợng phaới laỡ nhổợng hồỹp chỏỳt coù
tham gia vaỡo caùc quaù trỗnh trao âäøi cháút näüi bo.
Thnh pháưn hoạ hc ca tãú bo vi sinh váût quút âënh nhu cáưu dinh dỉåỵng ca
chụng. Thnh pháưn hoạ hc ca cạc cháút dinh dỉåỵng âỉåüc cáúu tảo tỉì cạc ngun täú C,
H, O, N, cạc ngun täú khoạng âa v vi lỉåüng.
Lỉåüng cạc ngun täú chỉïa åí cạc vi sinh váût khạc nhau l khäng giäúng nhau. Trong
cạc âiãưu kiãûn ni cáúy khạc nhau, tỉång ỉïng våïi cạc giai âoản phạt triãøn khạc nhau,
lỉåüng cạc ngun täú chỉïa trong cng mäüt loi vi sinh váût cng khäng giäúng nhau. Trong
tãú bo vi sinh váût cạc håüp cháút âỉåüc phán thnh hai nhọm låïn: (1) nỉåïc v cạc múi
khoạng; (2) cạc cháút hỉỵu cå.
Nỉåïc v múi khoạng. Nỉåïc chiãúm âãún 70 ÷ 90 % khäúi lỉåüng cå thãø vi sinh váût.
Pháưn nỉåïc cọ thãø tham gia vaỡo quaù trỗnh trao õọứi chỏỳt cuớa vi sinh vỏỷt âỉåüc gi l nỉåïc tỉû
17


do. Âa pháưn nỉåïc trong vi sinh váût âãưu åí dảng nỉåïc tỉû do. Nỉåïc kãút håüp l pháưn nỉåïc
liãn kãút våïi cạc håüp cháút hỉỵu cå cao phán tỉí trong tãú bo. Nỉåïc liãn kãút máút kh nàng
ho tan v lỉu âäüng.
Múi khoạng chiãúm khong 2 ÷ 5 % khäúi lỉåüng khä ca tãú bo. Chụng thỉåìng täưn
tải dỉåïi cạc dảng múi sunfat, phosphat, cacbonat, clorua...Trong tãú bo chụng thỉåìng åí
dảng cạc ion. Cạc ion trong tãú bo vi sinh váût ln ln täưn tải åí nhỉỵng t lãûû nhỏỳt õởnh,
nhũm duy trỗ õọỹ pH vaỡ aùp suỏỳt thỏứm tháúu thêch håüp cho tỉìng loải vi sinh váût.
Cháút hỉïu cå trong tãú bo vi sinh váût ch úu âỉåüc cáúu tảo båíỵi cạc ngun täú: C,
H, O, N, P, S...Riãng caïc nguyãn täú C, H, O, N chiãúm tåïi 90 ÷ 97% ton bäü cháút khä
ca tãú bo. Âọ l cạc ngun täú ch úu cáúu tảo nãn protein, axit nucleic, lipit, hydratcacbon. Trong tãú bo vi khøn cạc håüp cháút âải phán tỉí chè chiãúm 3,5% , cn cạc ion vä

cå chè cọ 1%.
Vitamin cng cọ sỉû khạc nhau ráút låïn vãư nhu cáưu ca vi sinh váût. Cọ nhỉỵng vi
sinh váût tỉû dỉåỵng cháút sinh trỉåíng, chụng cọ thãø tỉû täøng håüp ra cạc vitamin cáưn thiãút.
Nhỉng cng cọ nhiãưu vi sinh váût dë dỉåỵng cháút sinh trỉåíng, chụng âi hi phi cung cáúp
nhiãưu loải vitamin khạc nhau våïi liãưu lỉåüng khạc nhau.
1.4.2. Ngưn thỉïc àn cacbon ca vi sinh váût
Càn cỉï vo ngưn thỉïc àn cacbon ngỉåìi ta chia sinh váût thnh cạc nhọm sinh l tỉû
dỉåỵng v dë dỉåỵng. Tu nhọm vi sinh váût m ngưn cạcbon âỉåüc cung cáúp cọ thãø l cạc
cháút vä cå (CO2, NaHCO3, CaCO3...) hồûc cháút hỉỵu cå. Giạ trë dinh dỉåỵng v kh nàng
háúp thủ cạc ngưn thỉïc àn khạc nhau phủ thüc vo hai úu täú: mäüt l thnh pháưn hoạ
hc v tênh cháút sinh l ca ngưn thỉïc àn ny, hai l âàûc âiãøm sinh l ca tỉìng loải vi
sinh váût.
Thỉåìng sỉí dủng âỉåìng lm ngưn cacbon khi ni cáúy pháưn låïn cạc vi sinh váût dë
dỉåỵng.
Trong cạc mäi trỉåìng chỉïa tinh bäüt trỉåïc hãút phi tiãún hnh häư hoạ tinh bäüt åí
nhiãût âäü 60 ÷ 700C, sau âọ âun säi räưi måïi âỉa âi khỉí trng.
Xenluloza âỉåüc âỉa vo cạc mäi trỉåìng ni cáúy vi sinh váût phán gii xenluloza
dỉåïi dảng giáúy lc, bäng hồûc cạc dảng xenluloza .
Khi sỉí dủng lipit, parafin, dáưu m... lm ngưn cạcbon ni cáúy mäüt säú loi vi
sinh váût, phi thäng khê mảnh âãø tảo tỉìng git nh âãø cọ thãø tiãúp xục âỉåüc våïi thnh tãú
bo ca vi sinh váût.
Cạc håüp cháút hỉỵu cå chỉïa c C v N (pepton, næåïc thët, næåïc chiãút ngä, næåïc chiãút
náúm men, næåïc chiãút âải mảch, nỉåïc chiãút giạ âáûu...) cọ thãø sỉí dủng vỉìa lm ngưn C

18


vỉìa lm ngưn N âäúi våïi vi sinh váût.
Trong cäng nghiãûp lãn men, rè âỉåìng l ngưn cacbon r tiãưn v ráút thêch håüp cho
sỉû phạt triãøn ca nhiãưu loải vi sinh váût khạc nhau.

1.4.3. Ngưn thỉïc àn nitå ca vi sinh váût
Ngưn nitå dãù háúp thủ nháút âäúi våïi vi sinh váût laì NH3 vaì NH +4 .
Muäúi nitrat l ngưn thỉïc àn nitå thêch håüp âäúi våïi nhiãưu loải to, náúm såüi v xả
khøn nhỉng êt thêch håüp âäúi våïi nhiãưu loải náúm men v vi khøn. Thỉåìng sỉí dủng
múi NH4NO3 âãø lm ngưn nitå cho nhiãưu loảiû vi sinh váût.
Ngưn nitå dỉû trỉỵ nhiãưu nháút trong tỉû nhiãn chênh l ngưn khê nitå tỉû do (N2)
trong khê quøn.
Vi sinh váût cn cọ kh nàng âäưng hoạ ráút täút nitå chỉïa trong cạc thỉïc àn hỉỵu cå.
Ngưn nitå hỉỵu cå thỉåìng âỉåüc sỉí dủng âãø ni cáúy vi sinh váût l pepton loải chãú
pháøm thu phán khäng triãût âãø ca mäüt ngưn protein no âáúy.
Nhu cáưu vãư axit amin ca cạc loải vi sinh váût khạc nhau l ráút khạc nhau.
1.4.4. Ngưn thỉïc àn khoạng ca vi sinh váût
Khi tảo cạc mäi trỉåìng täøng håüp (dng ngun liãûu l hoạ cháút) bàõt büc phi bäø
sung â cạc ngun täú khoạng cáưn thiãút. Näưng âäü cáưn thiãút ca tỉìng ngun täú vi lỉåüng
trong mäi trỉåìng thỉåìng chè vo khong 10-6ữ 10-8 M. Nhu cỏửu khoaùng cuớa vi sinh vỏỷt
cuợng khäng giäúng nhau âäúi våïi tỉìng loi, tỉìng giai âoản phạt triãøn.
1.4.5. Nhu cáưu vãư cháút sinh trỉåíng ca vi sinh váût
Mäüt säú vi sinh váût mún phạt triãøn cáưn phi âỉåüc cung cáúp nhỉỵng cháút sinh trỉåíng
thêch håüp no âọ. Âäúi våïi vi sinh váût cháút sinh trỉåíng l mäüt khại niãûm ráút linh âäüng.
Cháút sinh trỉåíng cọ nghéa nháút l nhỉỵng cháút hỉỵu cå cáưn thiãút cho hoảt âäüng säúng ca
mäüt loi vi sinh váût no âọ khäng tỉû täøng håüp âỉåüc ra chụng tỉì cạc cháút khạc. Nhỉ váûy
nhỉỵng cháút âỉåüc coi l cháút sinh trỉåíng ca loải vi sinh váût ny hon ton cọ thãø khäng
phi l cháút sinh trỉåíng âäúi våïi mäüt loải vi sinh váût khạc.
Thäng thỉåìng cạc cháút âỉåüc coi l cạc cháút sinh trỉåíng âäúi våïi mäüt loải vi sinh váût
no âọ cọ thãø l mäüt trong cạc cháút sau âáy: cạc gäúc kiãưm purin, pirimidin v cạc dáùn xút
ca chụng, cạc axit bẹo v cạc thnh pháưn ca mng tãú bo, cạc vitamin thäng thỉåìng...
1.5. SINH TRỈÅÍNG V PHẠT TRIÃØN CA VI SINH VÁÛT
Sinh trỉåíng l sỉû tàng kêch thỉåïc v khäúi lỉåüng ca tãú bo, cn phạt triãøn (hồûc
sinh sn) l sỉû tàng säú lỉåüng tãú bo.
19

Khi nọi vãư sinh trỉåíng v phạt triãøn ca vi khøn tỉïc l âãư cáûp tåïi sinh trỉåíng v
phạt triãøn ca mäüt säú lỉåüng låïn tãú bo ca cng mäüt loi. Do tãú bo vi khøn quạ nh
nãn viãûc nghiãn cỉïu chụng gàûp nhiãưu khọ khàn. Sỉû tàng säú lỉåüng khäng phi bao giåì
cng diãùn ra cng våïi sỉû tàng sinh khọỳi.
Vỗ vỏỷy cỏửn phaới phỏn bióỷt caùc thọng sọỳ v hàịng säú khạc nhau khi xạc âënh säú
lỉåüng v khäúi lỉåüng vi khøn.
Bng 1.1. Cạc thäng säú v hàịng säú sỉí dủng khi xạc âënh
säú lỉåüng v khäúi lỉåüng vi khøn
Cạc thäng säú cáưn xạc âënh

Säú lỉåüng vi khøn

Khäúi lỉåüng vi khøn

Âån vë thãø têch

Näưng âäü vi khøn (säú tãú
bo/ ml)

Máût âäü vi khøn (sinh khäúi
khä/ ml)

Säú láưn tàng âäi sau mäüt âån vë
thåìi gian

Hàịng säúú täúc âäü phán chia
C (h−1)

Hàịng säú täúc âäü sinh trỉåíng µ
(h−1)

Thåìi gian cáưn thiãút cho sỉû tàng
âäi

Thåìi gian thãú hãû g (h)

Thåìi gian tàng âäi (h)

Tu theo tênh cháút thay âäøi ca hãû vi khøn cọ hai phỉång phạp ni cáúy vi khøn
cå bn: ni cáúy ténh v ni cáúy liãn tủc.Trong vi sinh váût hc khi nọi âãún sinh trỉåíng
l nọi âãún sỉû sinh trỉåíng ca c qưn thãø. Dỉåïi âáy chụng ta kho sạt máùu thê nghiãûm lê
tỉåíng âãø theo di sỉû sinh trỉåíng v phạt triãøn ca vi khøn.
Nãúu säú tóỳ baỡo ban õỏửu laỡ No thỗ sau n lỏửn phán chia säú tãú baìo täøng cäüng laì N:
N = N o ⋅ 2n

(1.1)

Giạ trë n (säú thãú hãû) cọ thãø tênh nhåì logarit tháûp phán:
log N = log N o + n log 2
n=

1
(logN − logN o )
log 2

Thåìi gian thãú hãû (g) âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc :
t 2 − t1
t

g = = log 2
n
logN − logN o

(1.2)

(1.3)

trong âọ: t l thåìi gian vi khøn phán chia n láưn; t2 − t1 biãøu thë sỉû sai khạc giỉỵa thåìi gian
âáưu (t1) v thåìi gian cúi (t2), h.
Hàịng säú täúc âäü phán chia:
C =

20

1 n
1 logN − logN o
= =
⋅
t 2 − t1
g t log 2

(1.4)


R rng, thåìi gian thãú hãû cng ngàõn, vi khøn sinh trổồớng vaỡ sinh saớn caỡng nhanh.
Vỗ

C =

n
nón n = Ct
t

(1.5)

Thay giaù trở cuớa n vaỡo phổồng trỗnh (1.1), ta cọ:

N = N o ⋅ 2 Ct

(1.6)

Hàịng säú täúc âäü phán chia C phủ thüc vo mäüt säú âiãưu kiãûn: loi vi khøn, nhiãût
âäü ni cáúy, mäi trỉåìng ni cáúy.
Nhỉng khäng phi bao giåì sinh trỉåíng cng diãùn ra song song vồùi sinh saớn, vỗ vỏỷy
khi nghión cổùu õọỹng hoỹc trong quaù trỗnh nuọi cỏỳy lión tuỷc thổồỡng theo doợi sinh trỉåíng
v sinh sn ca qưn thãø vi khøn bàịng mäüt tiãu chøn khạc.
Thay cho hàịng säú täúc âäü phán chia (C) åí âáy chụng ta dng hàịng säú täúc âäü sinh
trỉåíng (µ). Nhỉ váûy trong mäüt khong thåìi gian dt â cọ mäüt sỉû tàng dX ca sinh khäúi
vi khøn t lãû våïi X v µ. Nghéa l:
dX
= µ X
dt

dt =

(1.7)

1
dX

à X

Tờch phỏn phổồng trỗnh trong giồùi haỷn (Xo, X) v (0, t), ta cọ:

X = X o ⋅ e µt

(1.8)

ÅÍ âáy Xo l lỉåüng sinh khäúi ban õỏửu.
Vỗ

à=

ln X ln X o
t

Vaỡ chuyóứn sang logarit thỏỷp phán
µ = 2 ,302

(lgX

− lgX
t 2 − t1

o

)

(1.9)

Nãúu lỉåüng sinh khäúi (Xo, X) biãøu thë bàịng säú tãú bo (No, N) ta s xạc âënh âỉåüc
mäúi quan hãû qua lải giổợa hũng sọỳ tọỳc õọỹ sinh trổồớng (à) , hũng säú täúc âäü phán chia (C)
vaì thåìi gian thãú hãû (g).
Kóỳt hồỹp caùc phổồng trỗnh (1.4) vaỡ (1.9), ta coù :
µ = 0 ,69C =

0 ,69
g

(1.10)

1.5.1. Sinh trỉåíng v phạt triãøn ca vi khøn trong âiãưu kiãûn ni cáúy ténh
Phỉång phạp ni cáúy m trong sút thåìi gian âọ ngỉåìi ta khäng bäø sung thãm
21


cháút dinh dỉåỵng v cng khäng loải b sn pháøm cúi cng ca sỉû trao âäøi cháút gi l
ni cáúy ténh (qưn thãø tãú bo bë giåïi hản trong mäüt khong thåìi gian nháút âënh). Sỉû sinh
trỉåíng trong mäüt “hãû thäúng âäüng” nhỉ váûy tn theo nhỉỵng quy lût bàõt büc [theo cạc
pha lag (pha måí âáưu), pha log, pha äøn âënh v pha tỉí vong].
1.5.1.1. Pha lag
Pha ny tênh tỉì lục bàõt âáưu cáúy
âãún khi vi khøn âảt âỉåüc täúc âäü sinh
trỉåíng cỉûc âải. Trong pha lag vi khøn
chỉa phán chia nhỉng thãø têch v khäúi
lỉåüng tãú bo tàng lón roợ róỷt do quaù
trỗnh tọứng hồỹp caùc chỏỳt trổồùc hãút l cạc
håüp cháút cao phán tỉí (protein, enzim,
axit nucleic) diãùn ra mảnh m.

log2N

1

2

ti

tr

log2Ni
= log2Nr

to

Âäü di ca pha lag phủ thüc
trỉåïc hãút vo tøi ca äúng giäúng v
thnh pháưn mäi trổồỡng. Thổồỡng tóỳ baỡo
caỡng giaỡ thỗ pha lag caỡng daỡi.

t1

h

Hỗnh 1.8 .Âäư thë biãøu diãùn pha lag:
1- Âỉåìng thàóng l tỉåíng;
2- Âỉåìng thàóng thỉûc tãú;
(r- Thỉûc tãú; i- L tỉåíng)

Viãûc tỗm hióứu õọỹ daỡi cuớa pha lag

laỡ cỏửn thióỳt trong viãûc phạn âoạn âàûc
tênh ca vi khøn v tênh cháút ca mäi trỉåìng. Âãø thûn tiãûn cho viãûc tênh toạn ngổồỡi ta
chuyóứn caùc phổồng trỗnh naỡy thaỡnh caùc phổồng trỗnh âỉåìng thàóng bàịng cạch sỉí dủng
logarit:
lnN = Ct ln 2 + lnN o =

= µt + lnN o
V

log 2 N = µ log 2e + log 2 N o =

= Ct + log 2 N o
Pha lag âæåüc coi nhæ l khong cạch thåìi gian giỉỵa âỉåìng thàóng thỉûc nghiãûm
(hồûc thỉûc tãú) v âỉåìng thàóng l tỉåíng song song våïi nọ khi m vi khøn, gi dủ khäng
phi tri qua pha lag. Gi thåìi gian ca pha lag l TL, ta coï :
TL = t r − t i =

= t1 t o
Phổồng trỗnh cuớa õổồỡng thúng lyù tổồớng laì:
logN i = Ct i + logN 0

22

(1.11)


Vỗ:

logN i = logN r

Coù thóứ vióỳt:
logN r = Ct i + logN o
logN r − logN o = Ct i
ti =

logN r − logN o
C

Thay giạ trë ca ti vaỡo phổồng trỗnh (11), ta coù :
TL = t r −

logN r − logN o
C

Nhỉ váûy trong vng sinh tỉåíng logarit ,chè cáưn chn mäüt giạ trë tr thêch håüp v nãúu
biãút âỉåüc giạ trë Nr tỉång ỉïng cng våïi hàịng säú täúc âäü phán chia C, ta cọ thãø tênh âỉåüc
âäüü di ca pha lag TL .
Tuy nhiãn thåìi gian váût l (h) khäng phi l giạ trë âo thờch hồỹp cuớa pha lag. Vỗ
vỏỷy ngổồỡi ta thổồỡng õo pha lag bàịng âån vë thåìi gian sinh hc nhỉ thåìi gian tàng gáúp
âäi, thåìi gian thãú hãû, hàịng säú täúc âäü sinh trỉåíng. Biãút thåìi gian thãú hãû (g) ta cọ thãø xạc
âënh âäü di thåìi gian ca pha lag (TL) gáúp máúy láưn thåìi gian thãú hãû. Âải lỉåüng ny gi l
lag sinh trỉåíng.
Cọ ráút nhiãưu úu täú nh hỉåíng âãún pha lag, nhỉng ba úu täú âạng chụ nháút gäưm:
tøi cáúy giäúng, lỉåüng cáúy giäúng (trong cäng nghiãûp lãn men, t lãûû cáúy giäúng thỉåìng åí
mỉïc 1/10) v thnh pháưn mäi trỉåìng.
1.5.1.2. Pha log
Trong pha ny vi khøn sinh trỉåíng v phạt triãøn theo lu thỉìa, nghéa l sinh khäúi
v säú lỉåüng tãú bo tàng theo phổồng trỗnh: N = No.2ct hay X = Xo.Càt. Trong pha ny
kêch thỉåïc ca tãú bo, thnh pháưn hoạ hc, hoảt tênh sinh l... khäng thay âäøi theo
thåìi gian.

Nãúu láúy truỷc tung laỡ logarit cuớa sọỳ tóỳ baỡo thỗ õổồỡng biãøu diãùn sinh trỉåíng theo lu
thỉìa ca vi khøn s laỡ õổồỡng thúng. Vỗ pha sinh trổồớng theo luyợ thổỡa ca vi khøn âỉåüc
biãøu diãùn bàịng sỉû phủ thüc theo âỉåìng thàóng giỉỵa thåìi gian v logarit ca säú tãú bo nãn
pha ny âỉåüc gi l pha logarit. Thỉåìng dng logarit cồ sọỳ 2 laỡ thờch hồỹp hồn caớ vỗ sỉû
thay âäøi mäüt âån vë ca log2 trãn trủc tung chênh l sỉû tàng âäi säú lỉåüng vi khøn v thåìi
gian cáưn âãø tàng mäüt âån vë ca log2 lải l thåìi gian thãú hãû.
Thåìi gian thãú hãû (hồûc thåìi gian tàng âäi) g, hàòng säú täúc âäü phán chia C v hàịng
säú täúc âäü sinh trỉåíng µ l ba thäng säú quan trng ca pha log. Cạc hàịng säú C v µ cọ
23


thóứ tờnh õổồỹc tổỡ phổồng trỗnh:

à=

log 2 X 2 log 2 X 1
log 2e (t 2 − t 1 )

Trong âiãưu kiãûn thê nghiãûm cọ thãø âiãưu chènh sao cho täúc âäü sinh trỉåíng ca vi
khøn chè máùn cm, nghéa l chè phủ thüc vo mäüt úu täú. Trong trỉåìng håüp nhỉ váûy
úu täú â cho l úu täú hản chãú täúc âäü sinh trỉåíng. Cháút dinh dỉåỵng hản chãú cọ thãø l
âỉåìng, axit amin, cháút vä cå.
Mäúi quan hóỷ giổợa caùc hũng sọỳ C vaỡ à vồùi nọửng âäü cháút dinh dỉåỵng hản chãú âỉåüc
biãøu diãùn qua cạc phổồng trỗnh:

[S ]
K S + [S ]
[S ]
à = à max
K S + [S ]

C = C max

V

trong âọ: Cmax v µmax - hàịng säú täúc âäü phán chia v hàịng säú täúc âäü sinh trỉåíng cỉûc âải;

KS - hàịng säú bo ho v [S] l näưng âäü cháút dinh dỉåỵng hản chãú.

1.5.1.3. Pha äøn âënh
Trong pha ny qưn thãøí vi khøn åí trảng thại cán bàịng âäüng hc. Säú tãú bo måïi
sinh ra bàịng säú tãú bo c chãút âi. Kãút qu l säú tãú bo v c sinh khäúi khäng tàng cng
khäng gim.
Ngun nhán täưn tải ca pha äøn âënh l do sỉû têch lu cạc sn pháøm âäüc ca trao
âäøi cháút v viãûc cản kiãût cháút dinh dỉåỵng.
Sỉû tàng sinh khäúi täøng cäüng t lãûû thûn våïi näưng âäü ban âáưu ca cháút dinh dỉåỵng
hản chãú.

G = K.C
trong âoï: G - âäü tàng sinh khäúi täøng cäüng;

C - näưng âäü ban âáưu ca cháút dinh dỉåỵng hản chãú;
K - hàòng säú hiãûu suáút:
K =

G
C

Hàòng säú hiãûu suáút K thỉåìng âỉåüc biãøu thë bàịng säú miligam cháút khä âäúi våïi 1 mg
cháút dinh dỉåỵng. Âäúi våïi cạc loải âỉåìng, K thỉåìng dao âäüng trong khong tỉì 0,20 âãún
0,30 nghéa l tỉì 100 g âỉåìng âỉåüc tảo thnh 20 ÷ 30 mg khäúi lỉåüng khä ca tãú bo.

Lỉåüng sinh khäúi âảt âỉåüc trong pha äøn âënh gi l hiãûu sút hồûc sn lỉåüng. Sn lỉåüng
24